现场总线(Fieldbus)是新一代的全分布式工业控制网络，适应了工业控制系统向智能化、网络化、分散化发展的趋势，具有强大的生命力，它将使工业控制系统的体系结构以及自动化技术产生根本性变革。本文以现场总线为研究对象，对现场总线的实时性与确定性进行了深入的系统研究，其主要研究内容如下： 　　本文从分析影响现场总线通信延时的各种因素入手，建立统一的现场总线传送延时模型，给出通用的传送延时公式及简化的延时公式，从而给出分析各种现场总线及系统的传送延时特性的一般方法；提出可反映现场总线通信实时性、稳定性及通信能力的整体性能评估指标，并对各性能参数的物理意义及影响效果进行阐述；通过对现存CSMA/AMP、VTP、CSMA/CD这3种主流MAC机制的深入分析，结合传送延时模型，给出评价各MAC机制下现场总线的整体性能的一般方法。此外，针对现场总线DeviceNet，分别在位选通、COS和轮询这3种I/O数据触发方式下的网络性能进行评估。 　　通过对现存现场总线的定时特性进行分析，对实时信息的调度算法进行优化，可大大提高现场总线的设计效率和网络性能。在深入分析CAN总线定时特性的基础上，提出一种改进的定时模型。在分析Profibus-DP的令牌传递机制的基础上，给出判断Profibus-DP单主网络的实时信息可调度性的基本方法。此外，对FF的周期信息调度算法进行深入分析，提出异步/同步RM算法对FF周期信息进行调度，从而可对LAS的调度表进行优化设计，提高通信的确定性。 　　作为一种极具潜力的新型现场总线，工业交换式以太网已得到一定程度的认可和应用。它将此延时转化到交换机内部对数据进行存储转发的过程中，而目前的FIFO方式不可避免地会出现缓冲器溢出现象，从而导致数据包的丢失，进而降低了网络通信的稳定性和实时性。本文将802.3x中的PAUSE操作引入交换机缓冲器的存储与转发机制中，并在此基础上对缓冲器的行为特性进行分析，给出交换式以太网传送延时的组成及基本公式，从而保证交换式以太网的实时可靠通信，提高网络的稳定性。 　　最后，对现场总线的网络架构及信息集成进行深入分析，给出当今几种主流的现场总线网络架构，并具体分析了CIP网络架构的多项技术内容，其中包括对象建模、通信连接、设备描述等。此外，开发出DeviceNet离散量I/O节点，并成功通过连网测试。